Question

20．如圖所示，一固定傾斜放置的粗糙長直桿，其上套有一質(zhì)量為m的環(huán)，現(xiàn)對環(huán)施加一斜向上的力F后，下列說法正確的是（　�。�

• A． 若環(huán)處于靜止狀態(tài)，則環(huán)所受摩擦力方向沿桿向上
• B． 若環(huán)處于靜止狀態(tài)，則力F越大，環(huán)所受摩擦力也越大
• C． 若環(huán)向上加速運動，則力F越大，環(huán)所受摩擦力也越大
• D． 若環(huán)向上勻速運動，則環(huán)所受摩擦力不可能為零

Answer 1

分析 若環(huán)處于靜止狀態(tài)，分析F沿桿向上的分力與環(huán)的重力沿桿向下分力的關系，判斷環(huán)有無運動趨勢，從而分析環(huán)是否受摩擦力，并判斷摩擦力的方向和大小的變化．若環(huán)向上加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得到摩擦力的表達式，再分析摩擦力的變化．若環(huán)向上勻速運動，由平衡條件分析摩擦力．

解答 解：AB、設桿的傾角為α，F(xiàn)與桿的夾角為β．若Fcosβ=mgsinα，則環(huán)不受摩擦力．若Fcosβ＞mgsinα，環(huán)有向上運動的趨勢，所受的摩擦力沿桿向下，由平衡條件有 
   Fcosβ=mgsinα+f，F(xiàn)越大，f越大．
若Fcosβ＜mgsinα，環(huán)有向下運動的趨勢，所受的摩擦力沿桿向上，由平衡條件有 
   Fcosβ+f=mgsinα，F(xiàn)越大，f越�。�故AB錯誤．
C、若環(huán)向上加速運動，若Fsinβ＞mgcosα，在垂直于桿的方向上有 Fsinβ=mgcosα+N，F(xiàn)越大，N越大，由f=μN知，f越大．
若Fsinβ＜mgcosα，在垂直于桿的方向上有 Fsinβ+N=mgcosα，F(xiàn)越大，N越小，由f=μN知，f越�。�故C錯誤．
D、若環(huán)向上勻速運動，合力為零，只受拉力F和重力不可能，必定還受到彈力和摩擦力，故D正確．
故選：D

點評 解決本題的關鍵是明確物體的運動狀態(tài)，由此分析物體的受力情況，分析時要緊扣平衡條件和牛頓第二定律．